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经过半个多世纪的砥砺发展,我国的航空航天事业取得了令人瞩目的成绩,在航空航天领域也出现了越来越多复杂的机械结构,梁作为最简单的结构经过相互组合受到了广泛的应用。折叠翼飞行器、空间机械手臂和太阳能帆板中的折叠结构均与组合梁结构密切相关。航天器在轨运行期间会受到各种各样的外部激励的作用为了保证其正常运行和运行周期研究其固有特性对于改善组合梁的结构特性具有很重要的现实意义。本文以组合梁结构中的U型梁结构为研究对象,着重分析其固有特性,利用全局模态方法建立系统的动力学方程组并求解然后利用ANSYS有限元仿真来进行模态分析验证理论方法的有效性。 由于组合梁的振动情况十分复杂,且组合梁结构梁既有横向振动又有轴向振动,首先进行了等截面细长梁的和横向振动和轴向振动的动力学特性研究,做好组合U型梁研究的理论基础,之后对组合U型梁进行多方论证和求解确立其最佳的建立坐标系的方案,利用全局模态方法建立系统的动力学方程组,利用分离变量法求得系统的模态函数方程组,然后求解得出两端固支组合U型梁的前五阶固有频率和振型函数,再次基础之上进一步加深研究,将梁的一端固支变为自由并配有一个一定质量的质量块,通过建立全局模态下恰当的坐标系完成了一端固支一端自由组合U型梁结构的动力学建模及固有特性的求解。 利用ANSYS有限元仿真软件完成了组合U型梁结构的固有特性的仿真求解,通过对比两端固支组合U型梁的理论结果和仿真结果固有频率的误差均在1%之内,一端固支一端自由并配有质量块的组合U型梁的误差结果在2%之内,对比结果良好。综上,利用全局模态方法来进行固有特性研究具有很高的可靠性,对于组合U型梁结构后期进行非线性振动研究和振动控制提供理论指导。